[爆卦] 科學家用黑洞合併檢驗宇宙對稱性
https://arxiv.org/pdf/2501.11663
宇宙學的基礎-宇宙學原則指出
巨觀下宇宙是各向同性且均勻的
宇宙中所有觀察者無論身處何處或朝哪方向看 都會看到相似結構
宇宙不偏好順/逆時針 具有鏡像對稱性
重力波偏振可以是左旋或右旋
黑洞合併會產生非對稱偏振模式
造成鏡像不對稱
科學家用LIGO和Virgo檢測到的黑洞合併所釋放的重力波來檢驗宇宙鏡像對稱性
他們使用新方法:Chern-Pontryagin假標量來量化四維時空的鏡像不對稱性
此方法來自陳-西蒙斯理論
若假標量為0則時空是鏡像對稱的
他們分析了47次黑洞合併事件
結果顯示重力波淨圓偏振值平均值接近0
大體上宇宙符合鏡像對稱性
然而至少82%的黑洞合併事件顯示出非零的淨圓偏振值
這與黑洞系統的軌道進動有關
由黑洞自旋方向與軌道角動量的不對齊所導致
鏡像不對稱黑洞合併事件可能透過量子效應導致偏振光子的自發生成
進而影響宇宙微波背景和哈伯常數的測量
黑洞合併事件的鏡像不對稱性類似粒子物理中吳健雄宇稱對稱性實驗的重力波版本
揭示宇宙的潛在不對稱性
未來的宇宙探索者重力波天文台和愛因斯坦望遠鏡會有更高的精度
可進一步揭開宇宙奧秘
https://imgur.com/8IU5E19
圖中上半的黑洞對具有時空鏡像對稱性
下半的黑洞對的自旋向量錯位 其時空鏡像對稱性被破壞
https://imgur.com/VT0RUTi
互相鏡像對稱的黑洞
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